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Werkzeugmaschine mit durch ein Pumpengetriebe bewirktem hydraulischem
Vorschub Der Gegenstand des Hauptpatentes ist eine Werkzeugmaschine mit durch ein
Pumpengetriebe bewirktem hydraulischen Vorschub, bei der das Pumpengetriebe in eine
die beiderseits eines Vorschubkolbens liegenden geschlossenen Zylin.dexräume miteinander
verbindende Flüssigkeitsleitung eingeschaltet ist, und bei der die Zylinderräume
und die Verbindungsleitung einen in sich geschlossenen Druckraum bilden, der mit
einer unter einem dauernden, konstanten, ruhenden Druck stehenden Flüssigkeit kraftschlüssig
gefüllt ist, und bei der einerseits dem Vorschubkolben .die Treibflüssigkeit durch
das Pumpengetriebe in einer dem verlangten Vorschub entsprechenden Menge zugepreßt
wird, und anderseits der Vorschubkolben die Treibflüssigkeit wieder in das Pumpengetriebe
zurückpreßt.
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Die den Vorschubkolben beiderseits spielfrei umfassende und in den
Verbindungsleitungen befindliche Treibflüssigkeit bildet demnach ein in sich geschlossenes
Ganzes, das durch den auf ihr ruhenden Druck angespannt und daher unelastisch ist,
vorausgesetzt, daß die Treibflüssigkeit keinerlei Lufteinschlüsse enthält.
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Es ist daher von großer Wichtigkeit, daß der Zutritt von Luft zur
Treibflüssigkeit unter allen Umständen verhindert wird.
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Der Nachteil aller bekannten hydraulischen Vorschubgetriebe besteht
darin, daß die Treibflüssigkeit ganz oder teil-,veise aus offenen, mit der Außenluft
in Verbindung stehenden Behältern dem Vorschubkolben zugeführt wird, und von diesem
wieder in offene Behälter zurückfließt. Hierbei ist eine Aufwirbelung bzw. ein Schäumen
der Treibflüssigkeit und somit ein erheblicher Einschluß von Luftbläschen unvermeidlich.
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Den Bedingungen des vollkommenen Luftabschlusses der Treibflüssigkeit
hat das Hauptpatent durch die in sich geschlossene Verbindung beider Vorschubkolbenseiten
Rechnung getragen und auch dadurch, daß der durch Undichtigkeiten und andere Ursachen
entstehende Treibflüssigkeitsverlust aus einem vollkommen geschlossenen und auch
unter Druck stehenden Reserveflüssigkeitsbehälter ersetzt wird.
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Damit bei Eintritt irgendeiner Störung Beschädigungen an Maschine,
Werkzeug oder Werkstück vermieden werden, sind auch bei dem Hauptpatent in die Zuleitungen
zu den Vorschubkolben Sicherheitsventile eingebaut, die sich öffnen, sobald der
auf der Treibflüssigkeit wirkende Druck die zulässige Höheübersteigt.
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Durch das Abblasen der Sicherheitsventile kann aber, falls dieses
aus dem Druckraum heraus stattfindet, ein derartig großer Flüssigkeitsverlust eintreten,
daß er aus dem Reserveflüssigkeitsbehälter allein nicht mehr ersetzt werden kann,
und dieser daher durch Zuführung großer Mengen mit der Außenluft
in
Verbindung stehender Flüssigkeit aufgefüllt werden muß. Ein Eintreten von Luftbläschen
in den Druckraum wäre dabei unver=7 meidlich. : _ Dieser Übelstand wird durch die
Zusafäz erfindung auf einfachste Weise dadurch be= hoben, daß die aus dem Sicherheitsventil
der Zuleitung zu einer Kolbenseite ausströmende Treibflüssigkeit der Zuleitung zur
anderen Kolbenseite unmittelbar zuströmt, so daß die Treibflüssigkeit durch das
Pumpengetriebe weiter in Umlauf gebracht wird, ohne jedoch auch den Vorschubkolben
zu bewegen. Hierbei bleibt die Treibflüssigkeit dauernd im Druckraum, kommt niemals
mit der Außenluft in Berührung, und ist daher ein Eindringen von Luft in die Treibflüssigkeit
mit aller Zuverlässigkeit verhindert.
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Ein besonderer Vorteil dieser Einrichtung besteht noch darin, daß
das Sicherheitsventil von beiden Seiten unter Druck steht, so daß die das Ventil
belastende Feder nicht so stark sein muß, daß sie dem ganzen, unter Umständen sehr
hohen Druck widersteht, sondern sie muß nur so stark sein, daß sie dem einerseits
erforderlichen Überdruck standhält und nur dann nachgibt, wenn dieser Überdruck
überschritten wird. Läge z. B. auf der Treibflüssigkeit ein Druck von 8 Atm. und
wäre zum gewöhnlichen Vorschub des Kolbens auf der jeweiligen Vorschubseite ein
Überdruck von 2 Atm. erforderlich, so hätte die Ventilfeder nur einen Druck von
2 Atm. aufzunehmen.
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In der Zeichnung ist Abb. i ein senkrechter Längsschnitt durch eine
schematisch dargestellte Werkzeugmaschine und Abb.2 ein Schnitt durch ein schematisch
dargestelltes Sicherheitsventil.
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Auf dem Maschinengestell i ist der Arbeitstisch 2 geführt, der mit
einer Kolbenstange 3 fest verbunden ist, auf welcher der Vorschubkolben 4. fest
angebracht ist. Der Vorschubkolben d. teilt den am Maschinengestell i befestigten
Zylinder 5 in die Zylinderräume 6 und 7. Die Zylinderräume 6 und 7 sind durch Deckel
geschlossen, durch die die Kolbenstange 3, vermittels Stopfbuchsen gedichtet, hindurchgeht.
Der Zylinderraum 6 wird durch die Leitung 9 und der Zylinderraum 7 durch die Leitung
1o mit dem Pumpengetriebe 8 verbunden, das auf beliebige Weise antreibbar, in der
Förderrichtung umsteuerbar und in seiner Förderleistung in weiten Grenzen veränderbar
ist.
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Ein Reserveflüssigkeitsbehälter i i ist beispielsweise mit dem Pumpengetriebe
8 durch eine Leitung 1511 derart verbunden, daß der durch den in den Behälter i
i eingesetzten Druckkolben 12 erzeugte" Druck auf die Pumpe 8 und auch auf die Leitungen
9 und io und die Zylinderräume 6 und 7 wirkt und da-'..her der Reserveflüssigkeitsbehälter
i i mit den Leitungen 9 und io einen in sich geschlosse-_neu Druckraum bildet. Die
Ausführung ist @ö getroffen, daß der Druck und-falls Treibflüssigkeit fehlt - auch
diese aus dem Behälter i i den Leitungen 9 und i o zuströmt, ein Zurückströmen von
Druck oder Treibflüssigkeit in den Behälter i i dagegen nicht stattfinden kann.
Durch das Pumpengetriebe 8 wird die Treibflüssigkeit dem einen Zylinderraum zugepreßt
und dadurch der Vorschubkolben q. vorgeschoben. Die anderseits des Vorschubkolbens
.;. befindliche Treibflüssigkeit wird durch die Vorbewegung des Kolbens 4. dem Pumpengetriebe
8 wieder zugepreßt. Soll der Vorschubkolben q. nach der entgegengesetzten Richtung
vorgeschoben "erden, so wird lediglich die Förderrichtung des Pumpengetriebes 8
umgeschaltet.
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In die Leitung g ist ein Sicherheitsventil 13 und in - die Leitung
io ein ebensolches Sicherheitsventil 14. eingeschaltet. Gemäß der beispielsweisen
Ausführung nach Abb.2 ist in das Ventil 13 bzw. 1:4 ein unter dem Druck einer Feder
17 liegender Ventilkegel i8 eingebaut, der sich nach einer Kammer öffnet, die durch
die Leitung 15 bzw. 16 an die anderseits des Pumpengetriebes 8 liegende Leitung
io bzw. 9 angeschlossen ist. Dadurch steht der Ventilkegel 18 von beiden Seiten
unter dem gleichen Druck, solange eine Förderung der Treibflüssigkeit nicht stattfindet.
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Wird nun beispielsweise das Pumpengetriebe 8 so eingestellt, daß die
Treibflüssigkeit durch die Leitung 9 dem Zylinderraum 6 zugepreßt wird, so entsteht,
verursacht durch den Bearbeitungswiderstand des Werkstückes im Zylinderraum 6 und
der Leitung 9 ein höherer Druck als in dem Zylinderraum 7 und der Leitung io, denn
der Druck in diesen wird lediglich durch den Druckkolben 12 erzeugt. Die Ventilfeder
17 ist so stark bemessen, daß sie den gewöhnlichen Drücken standhält. Tritt aber
auf irgendeine Weise eine Störung ein, so daß die Bewegung des Vorschubkolbens .4
einen weit höheren als gewöhnlichen Druck beanspruchen würde und daher Brüche zu
befürchten wären, so öffnet sich der Ventilkegel 18, und die Treibflüssigkeit fließt
durch die Leitung 15 der Leitung io zu, von der die Treibflüssigkeit durch das Pumpengetriebe
8 wieder der Leitung 9 zugepreßt wird. Kommt also eine Überlastung der Maschine
vor, so tritt das Sicherheitsventil in Tätigkeit und bewirkt, daß die Treibflüssigkeit,
ohne in einen Zylinderraum einzudringen, herumgefördert wird und ein Bruch der Maschine
nicht mehr vorkommen kann. Soll'der Vorschub von der Seite des
Zylinderraumes
jaus erfolgen, 'so ist die Wirkungsweise dieselbe, nur daß jetzt das Ventil 14 und
die Leitung 16 im Augenblick der Gefahr in Tätigkeit treten.
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Da die Ventilkegel 18 in den Ventilen 13 und 1q. von beiden Seiten
unter Druck stehen, so müssen die Ventilfedern 17 auf den Unterschied zwischen dem
Druck des Druckkolbens 1a und dem größtzulässigen, durch den Arbeitswiderstand bedingten
Überdruck abgestimmt werden, können demnach ganz erheblich schwächer sein, als wenn
die Ventile nach außen abblasen würden.
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Die wichtigste durch die Erfindung erzielte Verbesserung besteht jedoch
darin, däß die aus den Sicherheitsventilen ausströmende Treibflüssigkeit nicht mit
der Außenluft in Berührung kommt, sondern immer innerhalb des in sich geschlossenen,
von der Außenluft vollkommen getrennten Druckraumes verbleibt.